本论文围绕2-芳香亚胺基及胺基官能化的吲哚配体和3-脂肪亚胺基及胺基官能化的吲哚配体与稀土金属三烃基化合物RE（CH₂SiMe₃）₃（THF）₂的反应性;新型含吲哚基稀土金属单烃基配合物的合成、配位模式、反应性及对异戊二烯催化性能展开了研究。主要包括以下四个方面的内容:1)2-（2,6-二异丙苯基亚胺基）吲哚与稀土金属烃基化合物的反应性及新型稀土配合物催化异戊二烯聚合性能研究;2)2-（2,6-二异丙苯胺基亚甲基）吲哚与稀土金属烃基化合物的反应性及新型稀土配合物结构与催化异戊二烯聚合性能研究;3)3-（叔丁基亚胺基）吲哚与稀土金属烃基化合物的反应性及新型稀土配合物催化异戊二烯聚合性能研究;4)3-（叔丁胺基亚甲基）吲哚与稀土金属烃基化合物的反应性及新型稀土配合物催化异戊二烯聚合性能研究。（1）2-（2,6-二异丙苯基亚胺基）吲哚与稀土金属烃基化合物的反应性及新型稀土配合物催化异戊二烯聚合性能研究研究了2-（2,6-二异丙苯基亚胺基）吲哚2-（2,6-ⁱPr₂C₆H₃N=CH）C₈H₅NH（1）与稀土金属烃基化合物的反应性,得到了一系列单核的稀土金属单烃基配合物[η¹:η¹-2-（2,6-ⁱPr₂C₆H₃N=CH）Ind]₂RE（CH₂SiMe₃）（thf）（Ind=indolyl,RE=Yb（2）,Er（3）,Y（4）,Dy（5）,Gd（6））。然而,当金属中心为离子半径比较大的钐时,则得到不含烃基的配合物[η¹:η¹-2-（2,6-ⁱPr₂C₆H₃N=CH）Ind]₃Sm（7）。另外,还分别研究了稀土单烃基配合物[η¹:η¹-2-（2,6-ⁱPr₂C₆H₃N=CH）Ind]₂Er（CH₂Si Me₃）（thf）（3）和[η¹:η¹-2-（2,6-ⁱPr₂C₆H₃N=CH）Ind]₂YCH₂SiMe₃)（thf）（4）与PhSiH₃的反应性,没有得到期望的氢化物,而是得到新颖的部分亚胺配体被还原成胺的双核稀土金属配合物{[μ-η⁶:η¹:η¹-2-（2,6-ⁱPr₂C₆H₃NCH₂）Ind]Er[2-（2,6-ⁱPr₂C₆H₃N=CH）Ind]}₂（8）和{[μ-η⁶:η¹:η¹-2-（2,6-ⁱPr₂C₆H₃NCH₂）Ind]Y[2-（2,6-ⁱPr₂C₆H₃N=CH）Ind]}₂（9）,同时,配合物中配体与金属中心的配位方式也发生了变化。此外,还分别研究了单烃基配合物3和4与芳香脒的反应性,得到了脒基配体[（2,6-ⁱPr₂C₆H₃N）₂CH]^-取代烃基和THF的配合物[η¹:η¹-2-（2,6-ⁱPr₂C₆H₃N=CH）Ind]₂Er[（2,6-ⁱPr₂C₆H₃）NCHN（C₆H₃ⁱPr₂-2,6）]（10）和[η¹:η¹-2-（2,6-ⁱPr₂C₆H₃N=CH）Ind]₂Y[（2,6-ⁱPr₂C₆H₃）-NCHN（C₆H₃ⁱPr₂-2,6）]（11）。这些配合物均通过了X-Ray单晶衍射确定了它们的结构。另外,研究了稀土单烃基配合物2-6对异戊二烯的催化性能。结果发现,这些稀土单烃基配合物与空间位阻较大的AlⁱBu₃和[Ph₃C][B（C₆F₅）₄]组成的体系可以高效和高选择性的催化异戊二烯（IP）1,4-顺式聚合。金属离子半径对催化活性有很大的影响,离子半径越大催化活性就越高。结果发现离子半径较大的钆在这几个配合物中催化活性是最高的。尽管,[IP]:[cat.]的比值为6000:1时,钆的催化体系对催化异戊二烯聚合依然表现出较高的催化活性,同时聚合物具有较高的选择性、较窄的分子量分布和较高的分子量（1,4-顺式成分99%,PDI=1.34,M_n=7.2×10⁵）。在如此低的催化剂负载量的情况下,表现出较高的催化活性,在稀土单烃基配合物中,这是首例。这个结果应归功于配体的空间效应和电子效应以及钆效应。此外,根据实验结果和文献提出了催化的可能机理。（2）2-（2,6-二异丙苯胺基亚甲基）吲哚与稀土金属烃基化合物的反应性及新型稀土配合物催化异戊二烯聚合性能研究在研究2-（2,6-ⁱPr₂C₆H₃NHCH₂）C₈H₅NH与RE（CH₂SiMe₃）₃（THF）₂反应时,发现由于金属中心或投料比例的不同,产生了一系列结构类型多样化的稀土金属配合物。当金属中心为离子半径比较小的镱时,2-（2,6-ⁱPr₂C₆H₃NHCH₂）C₈H₅NH与Yb（CH₂SiMe₃）₃（THF）₂在室温下反应,生成了具有η¹:η¹配位模式的单核的镱的配合物[η¹:η¹-2-（2,6-ⁱPr₂C₆H₃N=CH）Ind]₂RE（II）（thf）₂（RE=Yb（13））,并伴随有Yb³⁺还原成Yb²⁺及配体的二级胺脱氢;当金属中心为离子半径略大的铒和钇时,2-（2,6-ⁱPr₂C₆H₃NHCH₂）C₈H₅NH与RE（CH₂SiMe₃）₃（THF）₂反应,生成了具有m-η²:η²:η¹配位模式的双核铒和钇的烃基配合物{[m-η²:η²:η¹-2-（2,6-ⁱPr₂C₆H₃NCH₂）Ind]RE（CH₂SiMe₃）（thf）}₂（RE=Er（14a）,Y（14b））;当选择离子半径比铒和钇大的镝时,则生成具有m-η⁵:η¹:η¹和m-η⁶:η¹:η¹混合的配位模式的镝的双核烃基配合物[（m-η⁵:η¹:η¹）-2-（2,6-ⁱPr₂C₆H₃NCH₂）Ind-（m-η⁶:η¹:η¹）-2-（2,6-ⁱPr₂C₆H₃NCH₂）Ind][Dy（CH₂SiMe₃）（thf）]₂（15a）和与它同分异构的具有m-η⁵:η¹:η¹配位模式的结构中心对称的双核烃基配合物{[m-η⁵:η¹:η¹-2-(2,6-ⁱ Pr₂C₆H₃NCH₂)Ind]Dy（CH₂SiMe₃）（thf）}₂（15b）。然而,当稀土金属为离子半径较大的钆时,仅得到与配合物15a结构相同的钆的双烃基配合物[（m-η⁵:η¹:η¹）-2-（2,6-ⁱPr₂C₆H₃NCH₂）Ind-（m-η⁶:η¹:η¹）-2-（2,6-ⁱPr₂C₆H₃NCH₂）Ind][Gd（CH₂Si Me₃）（thf）]₂（16a）。当用4当量的2-（2,6-ⁱPr₂C₆H₃NHCH₂）C₈H₅NH与5当量的Gd（CH₂SiMe₃）₃（THF）₂反应时,得到了钆的三核配合物[（m-η³:η²:η¹:η¹）-2-(2,6-ⁱ Pr₂C₆H₃NCH₂)Ind-（m-η²:η¹:η¹）-2-（2,6-ⁱPr₂C₆H₃NCH₂）Ind-（η¹:η¹）-2-(2,6-ⁱ Pr₂C₆H₃NCH₂)Ind]Gd₃[（m₃-O（CH₂）₅SiMe₃）（m₂-O（CH₂）₅SiMe₃）（thf）₃]（16b）。配合物16b中配体与Gd³⁺表现出多样化的配位方式,最明显的是,其中一个配体以m-η³:η²:η¹:η¹的成键模式桥联了三个钆离子,同时伴随吲哚环7位sp²C–H键的活化。然而,当金属中心为离子半径比钆更大的钐时,用化合物12与RE（CH₂SiMe₃）₃（THF）₂在THF中以1:1摩尔比室温反应,则生成具有m-η³:η¹:η¹配位模式的钐的双核配合物[m-η³:η¹:η¹-2-（2,6-ⁱPr₂C₆H₃NCH₂）Ind]₃RE₂（thf）₃（RE=Sm（17））。这些双核烃基稀土配合物14-16a,在助催化剂AlⁱBu₃和[Ph₃C][B（C₆F₅）₄]的共同作用下,可以调控异戊二烯聚合的区域选择性和立体选择性。在不同的溶剂中,仅需要通过改变AlⁱBu₃和[Ph₃C][B（C₆F₅）₄]添加顺序,就可以实现1,4-顺式（高达93.5%）聚合与3,4-（高达86.2%）聚合之间的自由切换。（3）3-（叔丁基亚胺基）吲哚与稀土金属烃基化合物的反应性及新型稀土配合物催化异戊二烯聚合性能研究系统地研究了3-（叔丁基亚氨基）吲哚与RE（CH₂SiMe₃）₃（THF）₂的反应性,得到了一系列具有m-η²:η¹-η¹配位模式的中心对称的双核稀土烃基配合trans-{[m-η²:η¹-η¹-3-（t-BuN-CH（CH₂SiMe₃））Ind]RE（THF）（CH₂SiMe₃）}₂（Ind=indolyl,RE=Y（19）,Dy（20）,Yb（21））,在这个反应中,吲哚配体发生脱质子并伴随发生了亚胺C=N对RE-C键的插入反应导致产生了一个新的叔丁基胺基吲哚配体。另外,还研究了钇的烃基配合物trans-{[m-η²:η¹-η¹-3-（t-BuN-CH（CH₂SiMe₃））Ind]Y（THF）（CH₂SiMe₃）}₂（19）与环己基碳化二亚胺的反应性,不仅发生了碳化二亚胺对Y-CH₂SiMe₃键插入反应,而且发生了碳化二亚胺对Y-N键的插入反应,形成的脒基配体以η³模式与金属钇配位,导致金属中心的配位形式发生了改变,同时溶剂化的THF从金属钇上离去,但是,配体中吲哚所在的平面依然保持平行,得到结构依然中心对称的双核稀土配合物trans-{[m-η³:η¹-3-（^tBuN（C（NCy）₂）CH（CH₂SiMe₃））Ind]Y-η³-（（NCy）₂CCH₂SiMe₃）}₂（22）。并研究了这些双核稀土单烃基配合物19-21对异戊二烯的催化性能。结果发现,这些稀土单烃基配合物与空间位阻较大的AlⁱBu₃和[Ph₃C][B（C₆F₅）₄]组成的体系可以高效和高选择性的催化异戊二烯1,4-顺式聚合（高达99.1%）。金属离子半径对催化活性有很大的影响,离子半径较大的钇和镝表现出很高的催化活性和1,4-顺式选择性,同时具有活性聚合的某些特征;其中离子半径比较小的镱由于氧化还原属性不能引发异戊二烯聚合。（4）3-（叔丁胺基亚甲基）吲哚与稀土金属烃基化合物的反应性及新型稀土配合物催化异戊二烯聚合性能研究研究了3-（叔丁胺基次甲基）吲哚（23）与RE（CH₂SiMe₃）₃（THF）₂的反应性,得到了一系列非预测的含有吲哚与金属η²:η¹配位模式的三核稀土金属单烃基配合[η²:η¹-m-η¹-3-(^t BuNCH₂)Ind]₄RE₃（thf）₅（CH₂SiMe₃）（RE=Er（24）,Y（25）,Dy（26））,这些三核配合物中只含一个烃基。当金属为离子半径比较小的镱时,则得到具有η¹-μ-η²:η¹配位模式双核的互为同分异构的镱的单烃基配合物trans-{[m-η²:η¹-η¹-3-（t-BuNCH₂）Ind]Yb（THF）（CH₂SiMe₃）}₂（27a,major）和cis-{[m-η²:η¹-η¹-3-（t-BuNCH₂）Ind]Yb（THF）（CH₂SiMe₃）}₂（27b,minor）,它们的最大差别就是吲哚六元环的朝向不同。一当量的3-（^tBuNHCH₂）C₈H₅NH与[RE（CH₂SiMe₃）₃（thf）₂]反应,然后加入等当量的芳基脒[（2,6-ⁱPr₂C₆H₃）N=CHNH（C₆H₃ⁱPr₂-2,6）]通过一锅法反应得到了双核的稀土配合物[η¹:η¹-2-（2,6-ⁱPr₂C₆H₃N=CH）-Ind]₂RE[（2,6-ⁱPr₂C₆H₃）NCHN（C₆H₃ⁱPr₂-2,6）](RE=Er（28）,Y（29）。配合物28和29中的两个金属中心所处的配位环境不同并且两个吲哚配体分别与两个金属中心以新颖的η¹-μ-η³:η¹和η¹-μ-η¹:η¹模式进行配位。另外,研究了三核稀土金属单烃基配合物24-26对异戊二烯的催化性能。这些三核稀土金属单烃基配合物,在助催化剂AlⁱBu₃和[Ph₃C][B（C₆F₅）₄]的共同作用下,经过筛选和优化,可以以较好的催化活性和选择性引发异戊二烯1,4-顺式聚合（1,4-顺式成分98.0%）。